某电厂柴油发电机同期点改造及改进方法

陈永远 郑承新

【摘 要】柴油发电机组作为发电机组的交流保安电源在电厂中得到广泛应用，柴油发电机组电气控制柜的同期功能，在柴油发电机组电源并入发电机组低压厂用电源时，具有实际应用意义。本文主要介绍了某电厂#3柴油发电机组电源与发电机组的交流保安段电源的同期改造，以及改造后柴油发电机组在手动和自动状态存在的同期并列问题，并找出问题的根源，提出改进方法。

【关键词】柴油发电机组 同期点 改造 改进

某电厂设计3台300MW发电机组，每台发电机组配置一台快速启动柴油发电机组，#1、#2、#3发电机组分别对应#1、#2、#3柴油发电机组。柴油发电机组的型号为ZIPL640P，生产厂家为浙江中高动力科技股份有限公司。柴油发电机组由可编程控制器PLC实现逻辑控制，柴油发电机组通过控制屏和电气控制柜转换开关实现柴油发电机组的手动、自动和试验三种机组状态的切换。柴油发电机组电气控制柜具有手动状态下同期功能和自动状态下同期功能，通过手动同期投入转换开关或自动同期投入转换开关的A段、B段位置切换（转换开关只有A段、B段两个位置），可选择交流保安A段、B段的同期投入，同期点为柴油发电机组出口开关。

1 #3柴油发电机同期点改造前介绍

1.1交流保安电源系统接线

如下图（a）所示为#3发电机组的交流保安电源系统接线示意图：

图中3ZKK和4ZKK分别为交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段的工作电源进线开关，电源取自#3发电机组的低压厂用电；1ZKK和2ZKK分别为交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段的备用电源进线开关，电源取自#3柴油发电机组；ZKK为#3柴油发电机组的出口开关，也是#3柴油发电机组电源与交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段电源的同期开关。在两交流保安段电压正常时，柴油发电机组在手动状态下手动启动或在自动状态下远方启动（DCS启动或者紧急启动按钮启动），开关ZKK不允许合闸。

1.2柴油发电机同期介绍

为保证交流保安电源系统运行安全，避免由于误操作引起的柴油发电机组电源与低压厂用电源的非同期并列，开关1ZKK和3ZKK，开关2ZKK和4ZKK在二次控制回路中具有以下逻辑关系：

（1）开关3ZKK在合闸状态时，闭锁开关1ZKK合闸；同样开关1ZKK在合闸状态时，闭锁开关3ZKK合闸。

（2）开关4ZKK在合闸状态时，闭锁开关2ZKK合闸；同样开关2ZKK在合闸状态时，闭锁开关4ZKK合闸。

在开关1ZKK和3ZKK、开关2ZKK和4ZKK逻辑条件的限制下，在#3柴油发电机组电源与交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段电源进行同期时，无论是手动状态下同期还是自动状态下同期，开关1ZKK和2ZKK都需要在开关本体上强制合闸，才能将交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段电源送至同期点。开关1ZKK和2ZKK，在就地合闸按钮和远方DCS合闸的正常操作方式下，将无法合闸，无法实现#3柴油发电机组电源与交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段电源的同期。

2 #3柴油发电机同期点改造及存在的问题

2.1 同期点改造

为实现正常操作方式下#3柴油发电机组电源与交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段电源的同期，对#3柴油发电机组电气控制柜的同期功能进行了如下改造：

（1）改同期点为开关1ZKK和2ZKK，开关ZKK不再作为同期点。

（2）增加柴油发电机组同期合闸指令线至开关1ZKK和2ZKK，且同期合闸指令不受开关3ZKK和4ZKK合闸状态的闭锁。

（3）在同期继电器的PLC控制逻辑条件中添加出口开关ZKK的合闸状态，作为同期继电器开始同期的PLC控制逻辑条件之一。

（4）修改柴油发电机组在手动状态下出口开关ZKK的合闸PLC控制逻辑。柴油发电机组在手动状态下手动启动，成功建立电压和达到转速时，允许手动合闸出口开关ZKK。

（5）修改柴油发电机组在自动状态下出口开关ZKK的合闸PLC控制逻辑。柴油发电机组在自动状态下远方启动，成功建立电压和达到转速时，自动合闸出口开关ZKK。

经过上述改造之后，#3柴油发电机组电源与交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段电源的同期如下：

（1）交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段电源电压正常，柴油发电机组在手动状态，手动同期投入转换开关在A或B段位置，手动启动柴油发电机组，成功建立电压和达到转速后，手动合出口开关ZKK，同期继电器开始工作，待同期条件满足，发指令合开关1ZKK或2ZKK。

（2）交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段电源电压正常，柴油发电机组在自动状态，自动同期投入转换开关在A或B段位置，远方启动柴油发电机组，成功建立电压和达到转速后，自动合出口开关ZKK，同期继电器开始工作，待同期条件满足，发指令合开关1ZKK或2ZKK。

2.2改造后存在的问题

上述同期点改造在试验过程中看似合理、成功，但却存在问题。在两交流保安段母线电压正常时，柴油发电机组在自动状态下，处于备用状态。发电厂集控运行规程中规定：柴油发电机组需定期进行启动试验。运行人员在每次做启动试验时，远方启动柴油发电机组，启动成功之后，出口开关自动合闸，柴油发电机组电源就会与交流保安段电源同期并列。这样就增加了柴油发电机组电源与交流保安段电源非同期并列的危险次数。柴油发电机组在手动状态下启动，如果出口开关合闸，也会出现在自动状态的问题。

3 问题产生的原因及改进办法

3.1 问题产生的原因

下图（b）为厂家资料图纸中PLC逻辑控制回路截图。图中K1、

图（b）

K2、K3分别为柴油发电机组的手动、试验、自动状态接点，SA2、SA3分别为手动同期投入、自动同期投入转换开关，K14、K15分别为保安A段同期投入继电器、保安B段同期投入继电器。

从图中接线可以看出，柴油发电机组在手动状态，K1接点闭合，如果想手动启动柴油发电机组，SA2转换开关只能在交流保安A段同期投入位置或交流保安B段同期投入位置，这样才能满足柴油发电机组手动状态启动的逻辑条件。同样柴油发电机组在自动状态，K3接点闭合，如果想远方启动柴油发电机组，SA3转换开关只能在交流保安A段同期投入位置或交流保安B段同期投入位置，这样才能满足柴油发电机组自动状态启动的逻辑条件。这也就是为什么手动同期投入转换开关SA2、自动同期投入转换开关SA3只有A、B两个转换位置的原因。也就明确了在交流保安段电压正常时，柴油发电机组在自动或手动状态下启动，出口开关合闸之后，将会启动同期的原因。

3.2 改进方法

经过上述的原因分析，为从根本上解决同期点改造后出现的问题，使柴油发电机组在手动和自动状态下的同期功能，都可以按需求投入或退出，改进方法如下：

（1）修改K1、K3接点接线分别到2个PLC备用输入端子，并修改PLC控制逻辑，K1接点闭合即为柴油发电机组手动状态，K3接点闭合即为柴油发电机组自动状态。

（2）取消K2接点接线。

（3）修改PLC输入端子0.0、0.1、0.2、0.3在PLC控制逻辑中的定义分别为交流保安A段手动同期投入、交流保安B段手动同期投入、交流保安A段自动同期投入、交流保安B段自动同期投入。并修改PLC控制逻辑，0.0、0.2端子开入信号分别与出口开关合闸状态构成与的关系作为交流保安A段同期投入继电器K14的逻辑动作条件，0.1、0.3端子开入信号分别与出口开关合闸状态构成与的关系作为交流保安B段同期投入继电器K15的逻辑动作条件。

（4）更换交流保安A、B段手动同期投入转换开关SA2和交流保安A、B段自动同期投入转换开关SA3为三位置转换开关，即分别代表A段、B段、同期解除（此位时A、B两侧接点都不接通）。

4结语

通过上述改进方法，使柴油发电机组的手动状态接线与手动同期投入转换开关的接线和柴油发电机组自动状态接线与自动同期投入转换开关的接线，在PLC接线端子上区分开，从而使输入端子在PLC的逻辑定义和应用上区分开，同样也使柴油发电机组在手动和自动状态的同期功能可以按照需求投入或者退出，从根本上解决#3柴油发电机同期点改造后出现的问题。

参考文献：

[1] 斯里兰卡普特拉姆燃煤电站3×300兆瓦燃煤电站二期图纸，60-F5222S-D0802.

[2] 柴油发电机组技术资料.

[3] 斯里兰卡普特拉姆3×300兆瓦燃煤电站集控运行规程（第四版）.2015.4.